Физическая природа микроразрядов
Механизм образования микроразрядов, основанный на процессах образования и распространения стримеров с последующим разрушением плазменного канала. Процесс развития электронной лавины. Остаток микроразряда. Спад электрического поля. Понятие эффекта памяти.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.07.2013 |
| Размер файла | 168,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Физическая природа микроразрядов
Барьерный разряд может возникать в двух видах: нитевидный и тлеющий (однородный). В большинстве случаев он неоднородный и состоит из большого числа микроразрядов в зазоре. Физика образования микроразрядов основана на процессах образования и распространения стримеров с последующим разрушением плазменного канала.
Стример - это волна ионизации, которая движется от анода к катоду навстречу движущейся электронной лавине. Стримеры развиваются с большой скоростью ~108 см/сек и проходят зазор за несколько наносекунд. Электроны в проводящем канале рассеиваются примерно за 40 нсек, в то время как тяжелые и медленно движущиеся ионы остаются в течение нескольких микросекунд. Осаждение электронов на диэлектрическом барьере анода завершается созданием на нем отрицательного заряда, который предотвращает образование новых лавин и стримеров в месте осаждения заряда, до тех пор, пока анод и катод не поменяются местами. После смены полярности, осажденный отрицательный заряд стимулирует развитие новой лавины и стримера в этом же месте. В результате образуется много микроразрядов которые видны как яркие нити, заполняющие зазор.
Следует различать термины лавина, стример и микроразряд. Первичный электрон, возникший в зазоре возле катода производит вторичные электроны за счет непосредственной ионизации, в результате чего развивается электронная лавина. Если лавина достигла достаточно большого размера, т.е. удовлетворяет критерию Мика, то возникает стример, который движется навстречу лавине. Стример - это очень быстрая волна ионизации, которая перекрывает зазор за несколько наносекунд и образует проводящий канал диаметром ~100 мкм, заполненный слабоионизованной плазмой. Через этот канал начинает протекать значительный электрический ток, до тех пор, пока электрическое поле в зазоре не спадет.
Спад электрического поля вызван электрическим зарядом, осажденном на электрическом барьере и зарядом ионов, находящихся в зазоре. Совокупность процессов в зарядном промежутке, инициируемых электронной лавиной и продолжающихся до тех пор, пока ток электронов не прекратится, обычно называют микроразрядом. После того, как ток прекратился, в канале разряда уже нет электронно-ионной плазмы. Однако имеется много возбужденных колебательных электронных состояний, совместно с электронным зарядом, осажденным на диэлектрической поверхности анода и зарядом ионов в зазоре. Все это называется остаток микроразряда. Положительные ионы остатка медленно движутся к катоду, создавая спадающий ионный ток (~10 мкс для зазора 1 мм). Остаток микроразряда стимулирует новый микроразряд в том же самом месте, когда полярность приложенного напряжения меняется. Таким образом, нитевидный разряд - это группа микроразрядов, возникающих в том же самом месте, когда полярность меняется. Тот факт, что остаток микроразряда не рассеивается полностью до образования нового микроразряда, называется эффектом памяти. На рис. 1 показан механизм развития микроразряда.
Рисунок 1 - Механизм развития микроразряда.
микроразряд электронный лавина
В левой части рисунка показан стример, движущийся от анода к катоду и притягивающий дополнительные электронные лавины. Справа изображен плазменный канал и остаток микроразряда, который имеет положительный заряд, потому что электроны покидают его намного быстрее, чем ионы. Оставшийся положительный заряд совместно с отрицательным зарядом на поверхности диэлектрика влияет на образование соседних лавин и стримеров, таким образом на генерацию соседних микроразрядов. Механизм влияния состоит в следующем.
Положительный заряд усиливает электрическое поле в области катода и ослабляет в области анода. Так как переход от лавины к стримеру в основном зависит от величины электрического поля вблизи анода, откуда возникают стримеры, то образование соседних микроразрядов предотвращается. Это явление зависит от многих факторов. Включая частоту микроразрядов и частоту изменения приложенного напряжения. Например, при наличии небольшого числа микроразрядов, когда расстояние между ними достаточно большое, не наблюдается значительного взаимодействия между микроразрядами. В случае приложение переменного электрического поля достаточно низкой частоты, то есть когда период изменения напряжения больше, чем время жизни остатка микроразряда, взаимное влияние микроразрядов так же не наблюдается. Следует отметить, что при приложении высоких частот, порядка мегагерц, явление взаимодействия между разрядами так же не наблюдается, потому что, быстро изменяющееся электрическое поле взаимодействует с ионами, движущимися к электродам.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Закономерности влияния внешних электрических полей на макроскопические характеристики горения органических топлив. Схемы наложения внешнего электрического поля на пламя. Воздействие организованных внешних полей на процесс горения углеводородных топлив.
курсовая работа [42,6 K], добавлен 14.03.2008Работа сил электрического поля при перемещении заряда. Циркуляция вектора напряжённости электрического поля. Потенциал поля точечного заряда и системы зарядов. Связь между напряжённостью и потенциалом электрического поля. Эквипотенциальные поверхности.
реферат [56,7 K], добавлен 15.02.2008Появление вихревого электрического поля - следствие переменного магнитного поля. Магнитное поле как следствие переменного электрического поля. Природа электромагнитного поля, способ его существования и конкретные проявления - радиоволны, свет, гамма-лучи.
презентация [779,8 K], добавлен 25.07.2015Электромагнитное поле. Система дифференциальных уравнений Максвелла. Распределение потенциала электрического поля. Распределения потенциала и составляющих напряженности электрического поля и построение графиков для каждого расстояния. Закон Кулона.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.05.2016Силовые линии напряженности электрического поля для однородного электрического поля и точечных зарядов. Поток вектора напряженности. Закон Гаусса в интегральной форме, его применение для полей, созданных телами, обладающими геометрической симметрией.
презентация [342,6 K], добавлен 19.03.2013История открытия электричества. Заряды как основа электрического поля, создание магнитного поля через их движение по проводнику. Характеристика величины электрического поля. Длина электромагнитной волны. Международная классификация электромагнитных волн.
реферат [173,9 K], добавлен 30.08.2012Строение твердого тела. Понятие об энергетических уровнях. Классификация тел по электропроводности. Механизм образования электронной и дырочной проводимости. Примесные и собственные полупроводники. Области применения полупроводниковых материалов.
курсовая работа [475,6 K], добавлен 12.02.2014Сущность магнетизма, поле прямого бесконечно длинного тока. Форма правильных окружностей, описываемых силовыми линиями электрического поля элемента тока. Структура латентного поля тока. Закон Био-Савара, получение "магнитного" поля из электрического.
реферат [2,2 M], добавлен 04.09.2013Структурная схема эффекта Поккельса - изменения показателя преломления вещества под действием внешнего электрического поля. Характеристики ячеек Поккельса. Условия эксплуатации оптико-электронного трансформатора напряжения. Погрешность его измерения.
реферат [130,5 K], добавлен 19.05.2014Понятие потенциометрического эффекта и его применение в технике. Эквивалентная схема потенциометрического устройства. Измерение физических величин на основе потенциометрического эффекта. Датчики, построенные на основании потенциометрического эффекта.
контрольная работа [674,6 K], добавлен 18.12.2010Общие сведения о шаровой молнии. Условия образования шаровой молнии. Случаи внезапного появления шаровой молнии. Разновидности шаровых молний, их вес, скорость передвижения, размер, время жизни, поведение, температура. Физическая природа шаровой молнии.
презентация [3,0 M], добавлен 04.05.2011Уравнения, структура и параметры реального электромагнитного поля, состоящего из функционально связанных между собой четырех полевых векторных компонент: электрической и магнитной напряженностей, электрического и магнитного векторного потенциала.
статья [166,2 K], добавлен 25.04.2009Изучение электромагнитного взаимодействия, свойств электрического заряда, электростатического поля. Расчет напряженности для системы распределенного и точечных зарядов. Анализ потока напряженности электрического поля. Теорема Гаусса в интегральной форме.
курсовая работа [99,5 K], добавлен 25.04.2010Двойное лучепреломление под влиянием внешних воздействий: механических деформациях тел, электрического поля (эффект Керра), магнитного поля (явление Коттон-Мутона). Явление вращения плоскости поляризации в теории Френеля, сущность эффекта Фарадея.
реферат [39,9 K], добавлен 17.04.2013Понятие и принципы распространения токов Фуко, их характерные особенности. Сущность скин-эффекта. Явление самоиндукции и ее ЭДС. Энергия магнитного поля, критерии и порядок ее измерения. Понятие взаимной индукции, факторы и порядок ее возникновения.
презентация [307,9 K], добавлен 24.09.2013Ионная природа мембранных потенциалов. Потенциал покоя, уравнение Нернста. Стационарный потенциал Гольдмана-Ходжкина. Уравнение электродиффузии ионов через мембрану в приближении однородного поля. Механизм генерации и распространения потенциала действия.
реферат [158,6 K], добавлен 16.12.2015Анализ основных форм самостоятельного разряда в газе. Исследование влияния относительной плотности воздуха на электрическую прочность разрядного промежутка. Определение значения расстояния между электродами, радиуса их кривизны для электрического поля.
лабораторная работа [164,5 K], добавлен 07.02.2015Понятие об электрическом токе. Изменение электрического поля вдоль проводов со скоростью распространения электромагнитной волны. Условия появления и существования тока проводимости. Вектор плотности тока. Классическая электронная теория проводимости.
презентация [181,7 K], добавлен 21.03.2014Особенности свойств ячейки Керра. Понятие эффекта Керра как явления возникновения под действием электрического поля в оптически изотропных средах двойного лучепреломления. История открытия, его применение. Сила двойного лучепреломления минералов.
курсовая работа [333,2 K], добавлен 04.06.2012Электрический заряд и закон его сохранения в физике, определение напряженности электрического поля. Поведение проводников и диэлектриков в электрическом поле. Свойства магнитного поля, движение заряда в нем. Ядерная модель атома и реакции с его участием.
контрольная работа [5,6 M], добавлен 14.12.2009
